高超音速技術被認為是21世紀戰爭中偉大的遊戲規則改變者之一。就像超音速飛行使以前所有的戰機和防空系統一夜之間全部報廢一樣,它能夠驅動以超過5倍音速飛行的飛機和導彈,防禦方同樣需要在雷達、數據處理、防空系統,甚至人工智能方面有巨大的進步才能對抗。

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然而,一個重大的挑戰是找到一種方法,使飛行器保持超音速。目前,大多數測試飛行器實際上是高超音速滑翔機,從高空的母艦上落下,然後通過火箭或進入俯沖來積蓄速度,加速到5馬赫(3709英裡/小時,5969公裡/小時)以上。對於測試項目來說,這很好,但對於一些實用的東西來說,滑翔有其局限性–其中最重要的是受限的范圍和無法在較低的高度上操作。

AFRL-Aerojet Rocketdyne團隊維持飛行的方法是使用沖壓式噴氣機。十年前,他們用空軍的X-51A "獨行俠 "飛機制作瞭第一架以碳氫化合物為燃料並冷卻的噴氣式超音速飛行試驗。現在,他們正在研制18英尺(5.5米)長的第3代版本,它可以將體積是X-51的10倍的飛行器推進到高超音速。據稱,新的發動機以較低的價格提高瞭性能。

沖撞式噴氣發動機本質上是一種設計為以更高速度運行的沖壓式噴氣發動機。在傳統的噴氣式發動機中,燃料與空氣混合後被一系列渦輪葉片壓縮並點燃。簡而言之,沖壓式噴氣機是一個空心管,空氣被飛行器的前行速度而不是渦輪壓縮,這意味著發動機在工作前必須以超音速飛行。

但是,進入沖壓式噴氣機的空氣必須被減速到亞音速。而在沖壓式噴氣機中,空氣隻需減速到超音速,這樣就能以更大的加速度和更低的發動機溫度工作,不過它仍然需要先進的冷卻系統來避免熱損傷。這樣做的好處是,沖壓式噴氣機基本上就是一個火箭發動機,不需要攜帶氧氣一起飛行,隻需要攜帶燃料,這使它的比沖力或者說效率要比火箭高一個數量級。

最近AFRL-Aerojet Rocketdyne scramjet發動機的試驗是在田納西州阿諾德空軍基地.的阿諾德工程發展綜合體(AEDC)空氣動力和推進試驗裝置(APTU)進行的。該發動機是作為空軍中規模關鍵部件(MSCC)計劃的一部分而開發的。

"AEDC和APTU設施一直很自豪地在這個具有挑戰性和有價值的測試項目上進行合作,"AEDC高超音速系統測試分部的運營總監和地面測試團隊科長Kirk Butler說。"測試團隊扛過瞭COVID-19的約束、共享基礎資源和硬件限制,使測試取得成功。此次測試所獲得的知識將被研究多年,並將推動未來的設計。"

Source: m.cnbeta.com